Федеральная целевая программа

Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным
направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Соглашение
14.577.21.0046 от 05.06.2014
на период 2014 - 2016 гг.
Тема: «Создание и трансфер зеленых технологий
глубокой переработки зернового и масличного сырья
с целью снижения потерь от социально значимых
заболеваний»
Руководитель проекта: руководитель ЦКП "Исследовательский центр
пищевых и химических технологий, д.т.н., проф. Евгений Герасименко
Науки о жизни
Участники проекта
Получатель субсидии:
ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»
Творческий коллектив – 51 чел,
в т.ч 13 докторов наук, 12 кандидатов наук
•ПНИ 1 Руководитель профессор Шаззо А.Ю
•ПНИ 2 Руководитель профессор Калманович С.А.
•ПНИ 3 Руководитель профессор Крапивин Г.Д
Индустриальный партнёр:
•Общество с ограниченной ответственностью «Краснодарский Промзернопроект»
(СРО НП «Краснодарские проектировщики» )
Сфера деятельности – проектирование промышленных объектов.
В рамках проекта – разработка проектной документации экспериментальной
технологической линии утилизации отходов переработки риса и
подсолнечника с получением высокоочищенного сингаза
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
2
Цели и задачи проекта
1. Разработка и трансфер технологии термической конверсии отходов
переработки масличных культур и злаковых на примере зерна риса и семян
подсолнечника
методом
пиролиза
с
получением высокоочищенного
биогаза(ПНИ 1)
2. Разработка и трансфер технологии экстрагирования липидов из ядра
подсолнечника с получением в качестве целевых продуктов физиологически
ценного подсолнечного масла, фракционированных фосфолипидов и пищевого
растительного белка (ПНИ 2)
3. Разработка методов направленного синтеза новых гетероциклических
систем из продуктов глубокой переработки пентозансодержащего сырья, исходным
сырьем для получения которого являются отходы переработки масличных культур
и злаковых, для создания новых лекарственных препаратов, химических средств
защиты растений и органических наноматериалов (ПНИ 3)
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
3
Ожидаемые результаты проекта
Технология термической конверсии отходов переработки масличных культур и злаковых на
примере зерна риса и семян подсолнечника методом пиролиза с получением
высокоочищенного сингаза, предусматривающая дифференцированное отделение
полидисперсных фракций золы и смол с низкой и высокой температурами конденсации.
Способ экструдирования ядра подсолнечника с целью подготовки его к экстракции
биоэтанолом.
Технологии экстрагирования липидов из ядра подсолнечника биоэтанолом,
обеспечивающая получение физиологически ценных масел, фракционированных лецитинов и
пищевого растительного белка.
Технологии выделения фракции фосфолипидов, обогащенной фосфатидилхолином, из
биоэтанольной мисцеллы.
Технология отделения нейтральных липидов и гликолипидов от фосфолипидов с
последующим получением фракционированных фосфолипидов заданной степени чистоты.
Новая стратегия построения гетероциклических систем «раскрытие фуранового цикла –
формирование нового гетероцикла», демонстрирующие эффективный способ получения
новых химических соединений, обладающих потенциальной биологической активностью, в том
числе в отношении профилактики и коррекции ряда социально-значимых заболеваний.
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
4
Перспективы практического использования
Результаты ПНИ могут быть использованы для применения в области разработки
«зеленых»
технологий
глубокой
переработки
зернового
и
масличного
сырья,
предусматривающих получение в качестве основных продуктов физиологически ценных
растительных масел, пищевого растительного белка и фракционированных лецитинов;
термическую и глубокую химическую конверсию образующихся отходов с получением
высокоочищенного сингаза, а также биологически и фармакологически активных
соединений идентичных природным.
Указанные технологии могут быть использованы на предприятиях перерабатывающей и
пищевой промышленности АПК, предприятиях фармацевтической, биогазовой и
биотопливной отраслей.
Социально-экономический эффект от внедрения полученных научно-технических
результатов, заключается в снижении уровня загрязнения окружающей среды и оптимизации
экологической обстановки; выводе на рынок новых продуктов – экструдированного ядра и
физиологически ценного масла, на базе которых может быть расширен ассортимент продукции
специализированного и функционального питания; получения новых продуктов органического
синтеза для создания отечественных фармацевтических препаратов, не только не уступающих
современным зарубежным образцам, но и превосходящих их по эффективности
фармакологического действия.
Экономический эффект заключается в реализации новых технологических и технических
решений, обладающих патентоспособностью и обеспечивающих повышение эффективности
применения существующего зарубежного оборудования для комплексной переработки
масличного и злакового сырья в условиях отечественного АПК
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
5
Результаты исследовательской работы,
полученные в 2015 г.
Структурная схема переработки ядра подсолнечника
безлузговое
ядро
этанол
экструдат
экстракция
(3ступени)
обработка
ИЭП
экструдирование
пищевой
белковый
продукт
мисцелла
экструдированное
ядро
дистилляция
разделение
масляная
мисцелла
дистилляция
фосфолипидная
мисцелла
дистилляция
физиологически ценное масло
Соглашение №<номер>
липидный
комплекс
фракционированный
лецитин
ФЦП ИР
2014-2020
6
Влияние импульсного электрического поля на экстрагируемость ядра
Вариация параметров ИЭП
48,2
Выход масла, %
49
47
После
ИМП
45
43
41
Без
ИМП
39
37
Напряженность ИЭП – 7 кВ/см
Частота импульсов – 1,5 Гц
Содержание растворителя – 40%
Время обработки – 90 с
Длительность импульса – 30 мкс
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Эксперимент, №
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
7
Технология экструдирования безлузгового ядра
Соглашение №<номер>
Наименование показателя
Значение
показателя
Концентрация этанола, %об.
Соотношение ядро : этанол
Температура, 0С
Длительность, с
Давление, Мпа
99,8
1,0:1,0
60
60
10-12
ФЦП ИР
2014-2020
8
Технология экстракции экструдированного безлузгового ядра
Наименование показателя
Экстрагент
Количество ступеней
экстракции
соотношение
«экстрагент-экструдат»
время экстракции
Гидродинамический
режим
Температура экстракции
Соглашение №<номер>
Значение
показателя
Этанол 99,8%
3
6:1
40 минут
Re 80000
72,4оС
ФЦП ИР
2014-2020
9
Состав и физико-химические показатели масел,
получаемых из безлузгового ядра подсолнечника
Характеристика и значение показателя
для масла, полученного по технологии
Наименование показателя
разработанной
традиционной
(контроль)
неомыляемых липидов
0,32
0,41
фосфолипидов
0,08
0,64
0,02
0,11
0,14
0,015
7
0,10
0,016
5
0,9 R 3,2 Y
0,6 R 1,9 Y
1,9
2,6
2,2
1,9
3,6
2,3
Массовая доля,%:
гликолипидов
Массовая доля, мг/кг:
β-каротина
хлорофилла а
Цветное число, ед. I2
Цветность по шкале AOCS тинтометра
Кислотное число, мг КОН/г
Перекисное число,
кислорода/кг
моль
активного
Индекс устойчивости к окислению, часы
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
10
Состав и физико-химические показатели фракционированного лецитина
Наименование показателя
Содержание ацетонненастворимых
веществ, %
Содержание веществ, нерастворимых в
толуоле, %
Кислотное число, мг КОН/г
Характеристика и значение
показателя
44,0
0,01
28,7
Состав групп фосфолипидов, % к сумме:
фосфатидилинозитолы (ФИ)
фосфатидилхолины (ФХ)
фосфатидилсерины (ФС) и
лизофосфатидилэтаноламины (ЛФЭА)
фосфатидилэтаноламины (ФЭА)
8
60
отсутствие
25
фосфатидные кислоты (ФК)
1
дифосфатидилглицерины (ДФГ)
4
полифосфатидные кислоты (ПФК)
2
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
11
Показатели качества белковых продуктов
Характеристика и значение показателя
Пищевой
Экструдированное белковый продукт
ядро
(белковый
шрот)
Наименование показателя
Массовая
доля
веществ,%:
влаги
и
летучих
6,8
6,5
7,5
0,6
Массовая доля золы, не растворимой в
соляной кислоте, в пересчете на а.с.в., %
0,60
0,57
Массовая доля хлорогеновой кислоты, %
2,7
1,2
52,0
57,2
19,7
20,2
Массовая доля липидов в пересчете на
а.с.в., %
Массовая доля сырого протеина в
пересчете на а.с.в., %
Массовая доля сырой клетчатки
пересчете на а.с.в., %
Соглашение №<номер>
в
ФЦП ИР
2014-2020
12
Состав аминокислот белка шрота
Наименование показателя
Значение показателя,
мг/1 г белка
Подсолнечный
Эталон
шрот
ФАО/ВОЗ
Содержание аминокислот, мг/г белка:
Незаменимые:
лизин
42,80
55,00
фенилаланин+тирозин
79,85
60,00
лейцин
64,31
70,00
изолейцин
35,13
40,00
метионин+цистин
39,26
35,00
валин
51,17
50,00
триптофан
19,70
10,00
треонин
48,23
40,00
380,45
360,00
Σ незаменимых
аминокислот
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
13
метод синтеза полиядерных гетероциклов – производных пирролодиазепина
Ретросинтез пирролодиазепинов
ЛУЗГА
Ar
A
Ar
Синтез конденсированных пирроло[1,2-a][1,4]диазепинов
A
HCl/AcOH
60-70 oC
A
A=
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
14
Синтез производных пирролодиазепина
Антидоты
гербицида
гормонального
действия 2,4-Д
на
подсолнечнике
Alk -Hal
A
A
A
NaHCO3,
dioxane
NaH, dioxane
Alk -Hal
Прогноз
биологического и
фармакологическог
о действия
(программа PASS ):
ноотропное и
антинеопластическ
ое действие
6.00
2.28
14.2
7.46
109.9
129.0
6.08
106.0
125.1
7.69
4.34
131.7
135.9
131.9
45.1
126.6
A
4.27
7.45
130.2
7.44
132.0
50.7
166.8
167.7
119.6
7.81
6.00
2.79
4.68
14.0
129.6
3.93
132.7
109.3
7.95
7.10
136.8
129.3
6.00
2.33
20.1
105.5
125.2
7.57
13283
4.18
133.2
131.8
41.6
134.0
7.38
3.86
126.4
133.3
197.1
11.03
8.06
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
15
препаративные методики синтеза всех необходимых полупродуктов
Ретросинтетическая схема получения нафтофуранов
Синтез производных нафтофурана
HCl
Zn / CuSO4
H2O/1,4-диоксан
NH4OH
5-7 сут.
Прогноз биологического и
фармакологического действия
(программа PASS ):
Антинеопластическое,
фотосенсибилизирующее
действие;
Ингибитор ферментов (пепсина,
фосфатазы, гистидинкиназы и
др.)
Соглашение №<номер>
ЛУЗГА
HCl/EtOH
или
HClO4/бензол
ФЦП ИР
2014-2020
16
Состояние выполнения запланированных
индикаторов
на текущий год
№
п/п
Наименование
Единица
Достигну
Запланиров
измерения
то на
ано
01.12.15
Индикаторы
1 Объем привлеченных внебюджетных средств
млн.руб
2 Число публикаций в научных журналах, индексируемых в базе данных
Scopus или в базе данных "Сеть науки" (WEB of Science)
единиц
3 Доля исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности
исследователей-участников проекта
18,34
9,186
3
0
35
52,9
3
1
0
0
единиц
1
0
лет
46
41,9
2
2
0
1
процентов
4 Число патентных заявок, поданных по результатам проекта
единиц
5 Количество использованных при проведении исследований и
разработок в рамках проекта уникальных научных установок
единиц
Показатели
1 Число диссертаций, защищенных по результатам проекта
2 Средний возраст исследователей – участников проекта (не более)
3 Количество мероприятий по демонстрации и популяризации
результатов и достижений науки,
единиц
5 Количество ЦКП научным оборудованием, научное оборудование
которых использовалось при проведении исследований и разработок
единиц
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
17
Спасибо за внимание!
Докладчик:
Гл.научн.сотр., д.т.н., профессор Герасименко Евгений Олегович
Соглашение №<номер>
ФЦП ИР
2014-2020
18